通信电子线路课程设计--调频发射系统整机电路设计

通信电子线路课程设计--调频发射系统整机电路设计

随着人类的文明不断进步，科学技术不断的发展，人们之间的交流越来越多，相互交换的信息也日益剧增，要传送的信息类型也是越来越多样化。科技的进步也使得通信的技术得到了发展，特别是无线电波的使用，使我们的通信更加实时、高效。科技的快速发展，将使人们的通信更方便快捷。随着科技的发展和人民生活水平的提高，无线电发射机在生活中得到广泛应用，最普遍的有电台、对讲机等。人们通过无线电发射机可以把需要传播出的信息发射出去，接收者可以通过特制的接收机接受信息，最普通的模式是：广播电台通过无线电发射机发射出广播，收听者通过收音机即可接收到电台广播。调频发射机目前处于快速发展之中，在很多领域都有了很广泛的应用。它可以用于演讲、教学、玩具、防盗监控等诸多领域。

关键字：高频电子线路，Multisim仿真，调频发射。

一、前言 (1)

二、设计指标 (2)

2.1题目 (2)

2.2设计任务及主要技术指标和要求 (2)

2.3内容和要求 (2)

2.4主要技术指标 (2)

三、系统总述 (3)

3.1 调频基本概念 (3)

3.2 工作原理 (3)

3.3整体原理框图 (5)

四、单元电路设计与仿真 (6)

4.1压控振荡器调频电路 (6)

4.2变容二极管直接调频电路 (8)

4.3上混频电路 (10)

4.4三极管倍频电路 (11)

4.5丙类谐振功率放大电路 (12)

五、整机电路设计 (13)

六、高频实验平台整机联调 (14)

七、设计总结 (16)

八、参考文献 (17)

一、前言

频率的调制和解调是通信电子线路中非常重要且比较关键的一部分，调频电路在通信电子线路中运用非常广泛且作用很大,如何学好此部分对我们来说非常重要。本课程设计的内容是学习基于Multisim的调频电路设计与仿真。用Multisim仿真软件进行调频电路调频和解调，得到仿真结果。从仿真结果中更好地理解频率的调制和解调。

由于一般的低频信号无法进行远距离传输，所以得经过调频搬到高频信号上传输，这个过程就是我们常说的调频。用待传输的低频信号去控制高频载波参数电路称为调制电路，解调是调制的逆过程，从高频已调信号中还原出原调制信号称为解调电路。本文设计了基于Multisim的变容二极管的直接（间接）调频电路，压控振荡器调频电路，锁相环调频电路，上混频电路，三极管倍频和锁相环倍频等倍频电路，丙类谐振功率放大器。

二、设计指标

2.1题目调频发射系统整机电路设计

2.2设计任务及主要技术指标和要求

2.2.1单元电路的的设计及仿真

(1)设计变容二极管直接(间接)调频电路

(2)设计压控振荡器调频电路

(3)设计锁相环调频电路

(4)设计上混频电路

(5)设计三级管倍频和锁相环倍频等倍频电路

(6)设计丙类谐振功率放大器

2.2.2调频发射系统整机电路设计

2.2.3高频实验平台整机联调

2.3内容和要求

要求完成各单元电路设计及仿真，利用Multisim开发软件完成整机电路设计；

通过实际电路方案的比较分析，参数计算，元件选取，仿真测试等环节，初步掌握简单实用电路的分析方法和工程设计方法；

了解与课程有关的电子电路以及元器件工程技术规范，能按课程设计任务书的技术要求，编写设计说明，能正确反映设计和实验成果，能正确绘制电路图；

掌握常用仪表的正确使用方法，学会简单电路的实验调试和整机指标测试方法。

2.4主要技术指标

（1）中心频率=12MHz

（2）频率稳定度≤0.1MHz

（3）最大频偏>10kHz

（4）输出功率≥30mW

（5）电源电压Vcc=12V

三、系统总述

3.1 调频基本概念

调制信号（低频信号）去控制载波信号的幅度而实现的调制称为调幅；同样，若用调制信号去控制载波的频率或相位而实现的调制分别称为调频或调相。由于调频或调相两种调制都改变了载波的瞬时相位，通称角度调制。

在模拟调制中，调频具有较为优越的性能，因此，调频技术广泛应用于立体声广播、电视伴音、无线麦克风、微波传输及卫星通信。同样，完整的调频通信系统也由发射机与接收机两部分组成，与调幅通信系统比较，除了调制与解调的原理方法不同外，其他部分如超外差变频接收技术、中频放大电路等基本相同。

使载波频率按照调制信号改变的调制方式叫调频。已调波频率变化的大小由调制信号的大小决定，变化的周期由调制信号的频率决定。已调波的振幅保持不变。调频波的波形，就像是个被压缩得不均匀的弹簧，调频波用英文字母FM 表示。 3.1.1 调频波（FM ）

载波()t w U t u c cm c cos )(=

，调制信号()t u Ω

；

通过FM 调制，使得)(t u c 频率变化量与调制信号()t u Ω

1的大小成正比。即已调信号的瞬

时角频率()

()t u k w t w f c Ω⋅+=

已调信号的瞬时相位为(

)()t d t u k t w t d t w t t

f c

t

''+=''=⎰⎰Ω

)(0

ϕ

3.1.2 FM 性能指标

因为频率调制不是频谱线性搬移过程，它的电路就不能采用乘法器和线性滤波器来构成，而必须根据调频波的特点，提出具体实现的方法。对于调频电路的性能指标，一般有以下几方面的要求：

（1）线性的调制特性。即已调波的瞬时频率变化与调制信号成线性关系。 （2）具有较高的调制灵敏度。即单位调制电压所产生的振荡频率偏移要大。 （3）最大频率偏移与调制信号频率无关。

（4）未调制的载波频率（即已调波的中心频率）应具有一定的频率稳定度。 （5）无寄生调幅或寄生调幅尽可能小。

3.2 工作原理

3.2.1直接调频原理

直接调频的基本原理是利用调制信号直接控制振荡器的振荡频率，使其反映调制信号变化规律。要用调制信号去控制载波振荡器的振荡频率，就是用调制信号去控制决定载波振荡